Номер 399, страница 73 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Решение

Рассмотрим электрическую цепь, изображенную на рисунке. Она состоит из последовательно соединенных постоянного резистора (обозначим его сопротивление $\text{R}$) и реостата (его сопротивление в цепи обозначим $R_{рео}$).

Амперметр A измеряет общую силу тока $\text{I}$ в цепи.

Вольтметр V₁ измеряет напряжение $U_1$ на постоянном резисторе $\text{R}$.

Вольтметр V измеряет напряжение $\text{U}$ на клеммах источника, которое равно общему напряжению на внешней цепи (на резисторе и реостате вместе).

Перемещение ползунка реостата из крайнего правого положения в крайнее левое приводит к уменьшению его сопротивления $R_{рео}$, включенного в цепь. Сопротивление уменьшается от максимального значения ($R_{рео, max}$) до минимального (практически до нуля, $R_{рео, min} \approx 0$).

Общее сопротивление внешней цепи равно сумме сопротивлений постоянного резистора и реостата: $R_{внешн} = R + R_{рео}$. Поскольку $R_{рео}$ уменьшается, то и $R_{внешн}$ уменьшается.

Сила тока в цепи определяется по закону Ома для полной цепи: $I = \frac{\mathcal{E}}{R_{внешн} + r}$, где $\mathcal{E}$ – ЭДС источника, а $\text{r}$ – его внутреннее сопротивление.

Так как знаменатель дроби ($R_{внешн} + r$) уменьшается, а ЭДС $\mathcal{E}$ постоянна, то сила тока $\text{I}$ в цепи возрастает.

Ответ: Показания амперметра увеличатся.

Вольтметр V₁ показывает напряжение на постоянном резисторе $\text{R}$. Согласно закону Ома для участка цепи, $U_1 = I \cdot R$.

Так как сопротивление $\text{R}$ является постоянной величиной, а сила тока $\text{I}$ увеличивается, то напряжение $U_1$ также увеличится.

Ответ: Показания вольтметра V₁ увеличатся.

Вольтметр V показывает напряжение на клеммах источника. Это напряжение можно выразить по формуле $U = \mathcal{E} - I \cdot r$.

Мы выяснили, что сила тока $\text{I}$ в цепи увеличивается. Так как ЭДС $\mathcal{E}$ и внутреннее сопротивление $\text{r}$ источника постоянны, то падение напряжения на внутреннем сопротивлении ($I \cdot r$) будет возрастать.

Следовательно, напряжение на клеммах источника $\text{U}$ будет уменьшаться. (Примечание: в случае идеального источника тока, у которого внутреннее сопротивление $r=0$, напряжение на его клеммах было бы постоянно и равно ЭДС, $U = \mathcal{E}$. Однако задачи, отмеченные звездочкой, как правило, предполагают рассмотрение более общего случая реального источника.)

Ответ: Показания вольтметра V уменьшатся.